谈医院建筑的结构设计

石鹿言 黄 明

(中国中元国际工程有限公司，北京 100089)



谈医院建筑的结构设计

石鹿言 黄 明

(中国中元国际工程有限公司，北京 100089)

从医院建筑常用的结构类型、抗震设防规定、荷载取值等方面，介绍了医院建筑的结构设计特点，总结了医院建筑结构设计中应注意的问题，为工程设计人员进行医院建筑设计提供参考。

医院建筑，抗震设防，荷载取值，结构降板

随着国民经济的发展，城市化进程的快速推进，人们对医院建设的需求日益增加，医院建筑的建设进入了一个蓬勃发展的时期，作者基于多个医院建筑项目的结构设计经验，总结了医院建筑结构设计的特点及注意问题。

1 医院建筑常见的结构类型

医院建筑按其建筑功能一般分为门(急)诊部、医技部、住院部等几部分，这几部分可根据医院的规模及使用要求形成独立的建筑物，如门(急)诊楼、医技楼、病房楼等，也可以将其功能整合在某一幢建筑物内，如常见的医疗综合楼。

医院建筑物结构体系的选择，应根据建筑物的抗震设防要求、平面布置、楼层高度、建筑功能及经济条件等多方面因素综合确定：考虑到人员使用的方便性与迅捷性，门(急)诊楼和医技楼的层数一般不超过6层，所以门(急)诊楼、医技楼常用的结构形式为框架结构。病房楼一般采用高层建筑，不过由于病房楼的下部楼层往往设置了医技功能房间，除核心筒外，很难布置上下贯通的剪力墙，所以病房楼常用的结构形式多为框架—抗震墙结构。

已有医院建筑中较少采用钢结构形式，主要原因是钢结构造价相对较高，和钢筋混凝土结构相比经济性较差，但随着我国钢材产能过剩矛盾日益突出，钢材价格不断下滑以及国家对钢结构建筑的政策性推广，相信会有越来越多的医院采用钢结构形式。

2 医院建筑的抗震设计

医院建筑作为重要的生命线工程，在抗震救灾中起着关键的作用，因此医院建筑的抗震设计尤为重要：汶川大地震后，住房和城乡建设部颁布的GB 50223—2008建筑工程抗震设防分类标准中，明确将二级、三级医院的门诊、医技、住院用房划分为重点设防类(简称乙类)，将部分承担特别重要医疗任务的三级医院划分为特殊设防类(简称甲类)；2009年，中国地震局颁布《关于学校、医院等人员密集场所建设工程抗震设防要求确定原则的通知》(简称49号文)，文件规定除地震动加速度不小于0.4g的地区外，其他地区的地震动峰值加速度取值均提高一档；除了国家级文件外，部分省市也对医院建筑的抗震设计作出了特殊规定。

在进行医院建筑的抗震设计时，根据设防烈度的不同，建议采用不同的设计思路：1)当地震动峰值加速度不小于0.2g时，可采用传统的“抗”的思路，即通过加强墙、柱等抗侧力构件的截面来抵抗地震力，从而满足规范等相关要求；2)当地震动峰值加速度不小于0.3g时，若采用“抗”的方法，则会导致墙、柱截面过大，从而影响室内空间的使用，并且配筋也会增大较多，经济性较差，此时可采用减隔震的方法来进行抗震设计，常用的减隔震产品有隔震支座、软钢阻尼器、粘滞阻尼器、防屈曲支撑等，设计时可根据需求选择不同的产品。

3 医院建筑的荷载取值

伴随着医院复杂的工艺流程会产生很多用途的功能房间，由于所具有的功能不同，室内所陈放的仪器设备也就不同，对于结构专业来说，需要尽可能细致合理的确定各种功能房间的荷载。所以对于医院建筑而言，其活荷载取值具有一定的特殊性。

由于医疗特殊用途房间的荷载种类比较繁多且比较专业化，我国的《建筑结构荷载规范》对于其荷载取值没有明确的规定。从事医院建筑结构设计的专业人员往往是参考《全国民用建筑工程设计技术措施》中关于楼面荷载的补充规定，并配合医疗工艺专业所提供的使用荷载来进行设计的。笔者根据已有工程经验，给出了一般医技及其他专用房间的活荷载取值供工程设计人员参考，见表1。

表1 常用医技房间活荷载取值

需要说明的是，上述荷载取值是基于我国结构安全度设置水准现状而确定的。建筑荷载取值及效应组合作为结构设计和安全使用的最基本要求，直接影响构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性和结构的耐久性。我国现行结构设计规范在这方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低。作为医院建筑，在火灾或其他紧急情况发生时，人们的盲目性强，群聚效应明显，人流会在极短时间内涌向公共通道，此时公共通道活荷载变化显著，大大高于规范规定2.5 kN/m2的取值。此时，公共通道梁弯矩增加明显，裂缝宽度一般也超过规定值，考虑到灾情扑救或病情抢救时各种水、污渍，对结构的安全性和耐久性会产生一定影响。国外一般规定取5 kN/m2，考虑到我国的国情及结构安全度设置水准的现状，建议公共通道活荷载取值不宜小于3.5 kN/m2。

此外，从医院可持续发展的角度，对建筑平面内集中设置的机电设备用房及一些大型医疗设备用房周边的房间，考虑医院未来发展的需要，其相应活荷载取值宜予以提高。医院的发展及规模的扩大，表现为门急诊人数的增加、住院病人数量的增加，以至于医院建筑面积的增加，而最终导致机电设备容量及数量的增加和医疗设备数量的增加，作为医院建筑特殊性的一面，由于其固有的医疗流程和建筑功能布局一般不宜作较大变动，因此增加的机电设备和医疗设备大多按照原有设备位置就近摆放。如果在医院建筑结构设计之初就考虑到这些因素，即上述用房周边房间的活荷载，就能比较容易的满足医院建筑功能适度变化的情况和建筑物结构的安全性能要求。

4 医院建筑设计中需要注意的问题

医院建筑作为公共建筑的一种形式，与大多数公共建筑具有一定的相通性；但医院建筑由于其自身独有的医疗流程及功能布局的要求，因此，在某些方面，医院建筑结构设计也有区别于其他公共建筑结构设计所独具的内容：

1)医院建筑比普通建筑存在更多的结构降板问题，主要表现在：a.在医院建筑中，为了方便病人，体现人性化设计，取消了卫生间里面的台阶，这就会要求结构专业将楼板局部下沉；b.在医院建筑中，往往会存在很多的用水点，而许多有洁净要求的房间，其上部严禁楼板开洞走管线，此时，需要采用大范围降板进行同层排水；c.在医院建筑中，部分大型医疗设备的房间，由于穿管走线的要求，需要降板；部分有电磁辐射的房间，对一定距离范围内楼板的含钢率有要求，也需要结构降板。结构降板可以很好地解决以上的问题，但是由于下沉的结构板面需采用建筑面层回填，为减少回填面层引起的建筑物自重增加，建议回填材料选用轻集料混凝土等轻质材料。

2)医院建筑中存在有防辐射要求的特殊医技用房，如X光，CT，DSA等房间，根据辐射的方式及防辐射当量的不同，对房间的周边墙体及楼板的厚度有不同的要求。而直线加速器、伽马刀等房间，其要求的混凝土墙体厚度经常会达到1.2 m～2.5 m，设计时应注意大体积混凝土的设计与施工处理。

3)医院外科手术室一般都具有较高的洁净要求，需在手术层临近楼层放置大量的净化设备。同时，受到规模及规划的限制，净化设备所在层常被设计成层高不超过2.2 m的设备夹层。由于其邻近的手术层或病房层的层高较高，造成设备夹层较大的刚度突变与地震作用突变，从而使下部楼层形成薄弱层，降低了建筑物的抗震能力。针对这样的问题，结构设计时可调整结构布置与材料强度，改善结构刚度。对设备夹层采取减小截面、降低混凝土强度等级等措施；对相邻下部楼层则加大构件截面、提高混凝土强度等级、局部增加结构抗侧刚度，使上下楼层刚度接近避免出现薄弱层。

5 结语

医院建筑作为重要的公共建筑，设计时应根据建筑物特点确定合理的结构体系；确定结构抗震设防烈度时，除了相应的国家法规外，还应注意是否有特殊的地方法规和条文；确定楼面荷载时，应注意特殊的医技用房和大型设备用房；医院建筑的降板回填材料宜采用轻质材料；对于有防辐射要求的房间，应注意加厚相应的楼板和墙体厚度；对于设置设备夹层的结构，应采取有效措施，防止薄弱层的出现。

[1] GB 50223—2008，建筑工程抗震设防分类标准[S].

[2] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

[3] 中国地震局.关于学校、医院等人员密集场所建设工程抗震设防要求确定原则的通知[Z].2009.

[4] GB 50009—2012，建筑结构荷载规范[S].

On structural design for hospital buildings

Shi Luyan Huang Ming

(ChinaZhongyuanInternationalEngineeringCo.,Ltd,Beijing100089,China)

From the common structural types, seismic fortification regulation, and load value, the paper introduces the structural design features of hospital buildings, and sums up some problems in the structural design of hospitals, so as to provide the reference for the hospital structures for the engineering design personnel.

hospital building, seismic fortification, load value, structural descending plate

1009-6825(2016)10-0046-02

2016-01-24

石鹿言(1983- )，女，硕士，工程师

TU246

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